一种注入式变压器线路缺相保护方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电力系统继电保护领域，特别是一种注入式变压器线路缺相保护方法及装置，该装置包括控制模块、注入电源单元和测量单元；注入电源单元用于向变压器中性点注入电流，控制模块的输入端连接测量单元，测量单元包括用于接入变压器中性点的零序电流检测模块和零序电压检测模块，以采集中性点零序电流和零序电压；控制模块通过零序电流和/或零序阻抗的数据变化判断是否为变压器线路缺相故障，如果变压器线路缺相则输出跳闸动作和/或告警信息，以可靠检测轻负载或空载情况下变压器缺相故障并进行控制，解决在轻负载或空载情况下变压器缺相故障检测困难导致的保护不及时造成的电厂设备损害的问题。

A phase protection method and device for injection type transformer lines

The invention relates to the field of power system relay protection, in particular to an injection type transformer line phase-out protection method and device, which comprises a control module, an injection power supply unit and a measurement unit; an injection power supply unit is used to inject current into a transformer neutral point; an input end of the control module is connected with a measurement unit and a measurement unit; and a measurement sheet. The unit includes a zero-sequence current detection module and a zero-sequence voltage detection module for connecting the neutral point of a transformer to collect the zero-sequence current and the zero-sequence voltage of the neutral point; the control module determines whether the transformer line is phase-out fault by changing the data of the zero-sequence current and/or the zero-sequence impedance, and the output trips if the transformer line is phase-out. Make and/or alarm information to reliably detect and control transformer phase fault under light load or no load, and solve the problem of power plant equipment damage caused by failure to detect transformer phase fault under light load or no load.

【技术实现步骤摘要】
一种注入式变压器线路缺相保护方法及装置
本专利技术涉及电力系统继电保护领域，特别是一种注入式变压器线路缺相保护方法及装置。
技术介绍
辅助变压器线路缺相检测是核电厂中最为关心的问题之一，一些核电厂的实际事件表明，变压器高压侧的缺相可能很难被现有的设备仪器和电气保护检测到；如果未能及时发现缺相状态，变压器不能与系统隔离，则可能会导致关键的电机驱动负载跳闸以及电厂安全系统的损失；例如核电站辅助变压器缺相造成低压侧的不平衡首先会导致备用母线电压不平衡，其次会导致重要水泵，离心式充水泵和组件冷却水泵等设备的跳闸或无法启动，触发机组停机停堆，最终导致核电厂安全系统的严重损失。断路器触头断开、导线拉断、变压器套管或线路绝缘子故障，接头松动或熔断器熔断都可能导致变压器线路缺相运行，而其中重负载到中等负载的变压器的缺相故障可以通过传统的保护方案可靠地检测和保护，但对于轻负载或空载的变压器的缺相故障，由于故障前后，电气量变化微弱，传统保护方案无法实现断相检测，且空载变压器的励磁电流的大小在3％～6％额定电流范围内变化，并具有显著的谐波含量，同时，由于低压侧测量的电流大小和相位取决于变压器的铁心和绕组结构以及负载情况，因此变压器高压侧的缺相运行在低压侧很难得到检测，变压器线路缺相以至于设备未能够安全可靠投入运行，可能会导致关键的电机驱动负载跳闸以及电厂安全系统的损失，扩大事故范围，威胁机组及电网的安全稳定运行，并对电厂带来巨大的经济损失，直接和间接损害了电厂的经济效益。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种注入式变压器线路缺相保护方法及装置，用以解决在轻负载或空载情况下变压器缺相故障检测困难导致的保护不及时造成的电厂设备损害的问题。为了实现上述目的，以可靠检测轻负载或空载情况下变压器缺相故障，解决在轻负载或空载情况下变压器缺相故障检测困难导致的保护不及时造成的电厂设备损害的问题，本专利技术提供一种注入式变压器线路缺相保护装置，该保护装置包括控制模块、注入电源单元和测量单元；所述注入电源单元用于向变压器中性点注入电流，所述控制模块的输入端连接所述测量单元，所述测量单元包括用于接入变压器中性点的零序电流检测模块和零序电压检测模块，以采集中性点零序电流和零序电压；所述控制模块根据零序电流和/或零序阻抗判断变压器线路是否缺相，如果变压器线路缺相则输出跳闸动作和/或告警信息。进一步地，为了实现对被测设备的电流或电压注入，并尽可能小的降低对中性点接地的破坏，该注入式变压器线路缺相保护装置的所述注入电源单元包括变频电源和注入电流互感器，所述注入电流互感器的副边连接所述变频电源的正负极，所述注入电流互感器的原边用于向变压器中性点注入电流。进一步地，为了实现对零序电压的获取，所述零序电压检测模块的输入端连接所述注入电流互感器的副边，所述零序电压检测模块的输出端连接所述控制模块。进一步地，为了实现对注入点与中性点之间的电流信息进行获取，并不影响中性点接地，在上述两个技术方案的基础上该注入式变压器线路缺相保护装置的所述零序电流检测模块为第一测量电流互感器，所述第一测量电流互感器的线圈套接在变压器中性点的接地线路上；所述控制模块的输出端连接所述第一测量电流互感器。进一步地，为了实现与外部进行通讯，实现操作人员的远程监控，该注入式变压器线路缺相保护装置的所述控制模块上设置有用于与后台监控进行通讯的通讯接口。进一步地，所述控制模块包括保护CPU和接口CPU，所述保护CPU的输入输出端连接所述接口CPU，所述接口CPU连接所述通讯接口。进一步地，更为了便于现场的操作人员对装置的管理与操作，该注入式变压器线路缺相保护装置的所述控制模块上还设置有用于连接人机交互设备的人机接口。进一步地，所述控制模块包括保护CPU和接口CPU，所述保护CPU的输入输出端连接所述接口CPU，所述接口CPU连接所述通讯接口和所述人机接口。为了能够便于实施上述提供的一种注入式变压器线路缺相保护装置，解决在轻负载或空载情况下变压器缺相故障检测困难导致的保护不及时造成的电厂设备损害的问题，本专利技术还提供一种注入式变压器线路缺相保护方法，包括以下步骤：1)注入电源向变压器的接地中性点注入电流，并采集变压器中性点零序电流和零序电压；2)计算零序阻抗和/或零序电流变化分贝，判断零序阻抗是否满足第一设定判据和/或零序电流变化分贝是否满足第二设定判据，且判断零序电流基波变化量、零序电流三次谐波变化量或零序电流五次谐波变化量是否满足第三设定判据；3)若满足第一设定判据和或第二设定判据且满足第三设定判据，则控制保护动作和/或控制报警。进一步地，为了简单快速分辨变压器线路是否缺相，该注入式变压器线路缺相保护方法中的所述第一设定判据为零序阻抗大于设定零序阻抗。进一步地，为了简单快速分辨变压器线路是否缺相，该注入式变压器线路缺相保护方法中的所述第二设定判据为零序电流变化分贝大于设定分贝值。进一步地，为了精准的分辨变压器线路是否缺相，该注入式变压器线路缺相保护方法中的所述第三设定判据为零序电流基波变化量大于设定基波阈值、零序电流三次谐波变化量大于设定三次谐波阈值或零序电流五次谐波变化量大于设定五次谐波阈值。进一步地，为了滤出由于注入电源信号造成的检测准确度降低，在上述个技术方案的基础上，根据步骤1)中获取的零序电流和零序电压，当零序电流大于设定电流值且零序电流大于设定电压值时，执行步骤2)和步骤3)。进一步地，为了使操作人员知晓电源异常情况，并做进一步的处理，当零序电流小于设定电流值或零序电压小于设定电压值时，控制闭锁保护并报警。附图说明图1是一种注入式变压器线路缺相保护装置原理图；图2是一种注入式变压器线路缺相保护方法逻辑原理图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细的说明。本专利技术提供一种注入式变压器线路缺相保护装置，如图1所示，该保护装置包括控制模块1、注入电源单元2和测量单元；其中，该注入电源单元2通过注入电流互感器4的原边向变压器3中性点的接地线路中注入电流，该注入电流互感器4所需的匝数应满足电流注入中性点导体所需的电压；此外，该注入电源单元2还包括变频电源5，该变频电源5可以是单相或三相变频电源，其输出电压频率不同于工频，且便于滤波分析计算，如75Hz，幅值不超过注入电流互感器4的额定端电压，如交流120V。另外，上述注入电流互感器4通过磁耦合，以不破坏中性点接地，且注入电流互感器4可选择变比为600/5，C400(100VA,5P20，二次端电压为400V)分类的电流互感器。上述控制模块1的采样输入端连接测量单元，该测量单元包括零序电流检测模块和零序电压检测模块6，用于检测中性点的零序电流和零序电压；其中，优选零序电压检测模块6的输入端连接注入电流互感器4的副边，零序电压检测模块6的输出端连接控制模块1；在此基础上，优选零序电流检测模块为第一测量电流互感器7，该第一测量电流互感器7的线圈套接在变压器中性点的接地线路上；控制模块1的采样输入端连接第一测量电流互感器7。另外，上述控制模块1上还设置有用于与后台监控进行通讯的通讯接口和/或用于连接人机交互设备的人机接口，以实现与外部进行通讯，实现操作人员的远程监控，和/或便于现场的操作人员对装置的管理与操作。上述控制模块1中设置有两个CPU，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种注入式变压器线路缺相保护装置，其特征在于，该保护装置包括控制模块、注入电源单元和测量单元；所述注入电源单元用于向变压器中性点注入电流，所述控制模块的输入端连接所述测量单元，所述测量单元包括用于接入变压器中性点的零序电流检测模块和零序电压检测模块，以采集中性点零序电流和零序电压；所述控制模块根据零序电流和/或零序阻抗判断变压器线路是否缺相，如果变压器线路缺相则输出跳闸动作和/或告警信息。

【技术特征摘要】
1.一种注入式变压器线路缺相保护装置，其特征在于，该保护装置包括控制模块、注入电源单元和测量单元；所述注入电源单元用于向变压器中性点注入电流，所述控制模块的输入端连接所述测量单元，所述测量单元包括用于接入变压器中性点的零序电流检测模块和零序电压检测模块，以采集中性点零序电流和零序电压；所述控制模块根据零序电流和/或零序阻抗判断变压器线路是否缺相，如果变压器线路缺相则输出跳闸动作和/或告警信息。2.根据权利要求1所述的注入式变压器线路缺相保护装置，其特征在于，所述注入电源单元包括变频电源和注入电流互感器，所述注入电流互感器的副边连接所述变频电源的正负极，所述注入电流互感器的原边用于向变压器中性点注入电流。3.根据权利要求1或2所述的注入式变压器线路缺相保护装置，其特征在于，所述零序电压检测模块的输入端连接所述注入电流互感器的副边，所述零序电压检测模块的输出端连接所述控制模块。4.根据权利要求3所述的注入式变压器线路缺相保护装置，其特征在于，所述零序电流检测模块为第一测量电流互感器，所述第一测量电流互感器的线圈套接在变压器中性点的接地线路上；所述控制模块的输出端连接所述第一测量电流互感器。5.根据权利要求1所述的注入式变压器线路缺相保护装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：闻涛，陆欣，陈海龙，沈燕华，时谊，张铎，丘慧龙，刘志文，徐立明，肖志刚，崔敏，徐玉洁，
申请(专利权)人：三门核电有限公司，许继集团有限公司，许继电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33